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熔铝炉不换向蓄热式燃烧技术

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发布日期:2012年11月6日    江门市申华能源科技有限公司
产品介绍

燃料不换向蓄热式燃烧技术在铝业熔铝炉上的应用

 一、 不换向蓄热式节能原理
燃料不换向蓄热式燃烧技术(简称不换向蓄热式)在日、美等国家简称为HTAC技术,在西欧一些国家简称为HPAC(HighlyPreheated Air Combustion)技术,亦称为无焰燃技术(Flamelesscombustion)。其基本思想是让燃料在高温低氧浓度气氛中燃烧。它包含两项基本技术措施:一项是采用温度效率高达95%、热回收率达80%以上的蓄热式换热装置,极大限度回收燃烧产物中的显热,用于预热助燃空气,获得温度为800~1000℃,甚至更高的高温助燃空气;另一项是采取燃料分级燃烧和高速气流卷吸炉内燃烧产物,稀释反应区的含氧体积浓度,获得浓度为3~15%(体积)的低氧气氛。燃料在这种高温低氧气氛中,首先进行诸如裂解等重组过程,造成与传统燃烧过程完全不同的热力学条件,在与贫氧气体作延缓状燃烧下释出热能,不再存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区。这种燃烧是一种动态反应,不具有静态火焰。它具有高效节能和超低NOX排放等多种优点。

燃料不换向蓄热式燃烧技术节能潜力30-60%
燃料种类
 燃料热值
 改造前消耗
 改造后消耗
 验收指标
 
天然气
 8400~8600kcal/m3
 85~120m3/t
 50~65 m3/t
 65 m3/t
 
重油
 9090~10080kcal/kg
 85~95kg/t
 50~60kg/t
 60kg/t
 
城市煤气
 3800~4200kcal/m3
 180~230 m3/t
 100~150 m3/t
 150 m3/t
 
发生炉煤气
 1200~1400kcal/m3
 170~240kg煤
 120~150kg煤
 150kg煤
 
    二、不换向蓄热式工作原理

 

如图所示,当常温空气经过蓄热室(蓄热室A、B内装高铝耐火球)A时,蓄热室A耐火球的热量传给了空气,使空气达到1100℃以上的高温,经过空气烧嘴A给燃料助燃;燃烧产物(烟气)经过空气烧嘴B进入蓄热室B将热量传给蓄热室B的耐火球。换向后空气烧嘴B供热空气给燃料助燃,空气烧嘴A排烟气给耐火球蓄热。A、B空气烧嘴助燃、排烟气反复更换,耐火球放热、蓄热也伴随变化,助燃风温度始终保持在1100℃(比炉温低100~200℃。按国内公然的加热炉节能理论助燃风每提高100℃节能约5%)以上。这种变化是靠四通阀的不断变位实现的(四通阀按照设定,可选择30~120秒自动换向)。空气蓄热系统按上述方法工作的同时,燃料燃烧系统按照未进行蓄热式改造前的原有方式正常工作,向大气的排烟温度低于1
 燃料不换向蓄热式燃烧技的特点:
1、高效蓄热:降低了热损,同时提高了熔化速度。
2、高温低氧燃烧:连续、稳定火焰的燃烧方式,大幅降低氧化烧损,减少了铝的氧化损失。
3、高效节能:由于炉压稳定,所以没有必要设置辅助烟道,比换向式节能15-20%。
4、降低排放:CO2、SO2、NOx等有害气体大大减少了。

四、换向蓄热式与不换向蓄热式对比
(1)对于换向蓄热式,由于燃料换向燃烧,在使用油料,特别是使用粘度较高的油料作为燃料的企业,会造成烧嘴堵塞、结焦、断火、不燃、爆鸣、爆燃等问题,留下了影响生产和造成安全事故的隐患;而对于不换向蓄热式,燃料连续不换向燃烧,就没有此问题。
(2)对于换向蓄热式,由于燃料随助燃风的换向而换向,一旦空气蓄热系统出现故障,将直接影响燃料燃烧系统,致使燃料燃烧系统无法工作,从而直接影响生产。对于不换向蓄热式,由于热风供应系统与燃料供应系统分离,所以一旦空气蓄热系统出现问题不会影响正常生产,只是此时不节能了。
(3)对于换向蓄热式,由于熔铝的工艺特征,炉内的温度变化极大。刚刚装完冷料的炉子炉温在500~600℃之间,甚至更低。此时的炉温低于燃料的着火温度,同时由于炉内物料的遮挡,换向式蓄热无法保证每次换向后燃料的正常燃烧。一般采用传统燃烧方式将炉温提高到800℃以上时再开启蓄热系统的方法,或者采用长明灯或值班烧嘴连续点燃换向燃烧的烧嘴的方法。这样既造成了燃料的无谓浪费,又提高了工人的劳动强度。对于不换向蓄热式,由于燃料供应是连续的,火焰在连续稳定的燃烧,只是热风供应系统在四通阀的作用下换向,所以刚刚装完冷料的炉子也可以正常使用蓄热式系统。
(4)对于换向蓄热式,由于蓄热系统与燃烧系统同时换向,增加了换向部分的投入,现有的炉型面积应增加投入约5万元。同时如果使用煤气作为燃料,燃烧系统换向,也增加了操作人员的操作风险,为解决这个问题,也要投入相当的资金。


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